PUE y DCiE. Nuevas Tendencias de Ahorro Energético Leave a comment

El presente documento tiene como finalidad explicar los terminos PUE y DCE (DCiE) actualmente usados en el mundo de los centros de cómputo para medir la eficiencia de los mismos.

En Energia y Redes presentamos un reporte el cual  genera este indice en tiempo real y lo puede analizar por día, semana, mes o año.

1 Realidades de los centros de cómputo.

a)     Los centros de cómputo ocupan el 0.1% del espacio de Tierra en todo el mundo.

b)    Los centros de cómputo consumen el 3% de la energia total de la tierra.

c)     México es uno de los paises con Huella de Carbon más grande (generamos mucho CO2, gas invernadero)

a.     La razón: mas del 90% de nuestra energia es mediante la quema de combustibles fosiles (gas y diesel)

d)    México como país es uno de los que más contamina el medio ambiente por el tipo de energia electrica que tiene

e)     El COSTO de la energía eléctrica en México es varias veces MAYOR a la de Estados Unidos.

f)     La CALIDAD de eléctrica en México deja mucho que desear en cuanto a estabilidad y continuidad del servicio.

g)    Una aproximación para determinar la capacidad de aire es considerar la capacidad del UPS, es decir. Si el UPS es de 50 KW se necesita aire para disipar 50KW de potencia. Para lograr esa disipación generalmente el Aire Acondionado más o menos consume 50KW para hacer dicho trabajo.

a. En otras palabras: si se tiene un UPS de 50 KW se necesita una energia igual al UPS para poder enfriarlo. En total se estan consumiendo 100 KW.

b. Esta es una aproximación rápida de diseño que se ha venido usando hoy día, esto ya no es conveniente a nivel de eficiencias, siempre y cuando se tenga una idea clara hacia donde va su centro de cómputo.

2.  ¿De dónde surge este concepto?

En la actualidad los centros de cómputo estan creciendo en capacidad de cómputo pero a la vez se estan reduciendo en tamaño por la miniaturizacion de los componentes.

Esta situacion lleva a tener mas calor en menos area y por tanto hace necesario tener aires acondicionados mas grandes en capacidad y fuerza.

Por lo anterior desde hace ya algunos años varias organizaciones se han dado cuenta que a cada crecimiento de energía de los centros de computo, se incrementa de igual forma la necesidad de aire.

Peor aun, dado que no es posible determinar la velocidad de crecimiento del centro de cómputo. Se ponen UPS grandes y los aires se calculan con respecto a ese UPS grande para que pueda ir soportando la carga termica que se genera durante ese crecimiento.

¿Qué es lo que esta pasando?

que la capacidad de aire es muchas veces mayor al requerimiento termico real, sin embargo el consumo de los aires es real desde el día UNO, y llega a ser muy superior al consumo electrico de la carga eléctrica efectiva

3.  ¿Qué es el PUE o DCiE (DCE)?

Dicho lo anterior se ha creado un indice o número que indica que tan EFICIENTE o QUE TAN INEFICIENTE es un centro de cómputo.

PUE quiere decir:  Power Usage Efficiency  (Número de 1 a infinito, entre mas cercano a uno es mejor)

DCE   Data Center Index Efficiency (un porcentaje entre 0 y 1, entre mas cercano a 1 es mejor)

DCE es el inverso de PUE.  Muchos estan usando más DCE pues es más entendible.

Si el PUE es 4 el DciE es ¼ =0.25, es decir, que el centro de computo opera al 25% de eficiencia.

4.  ¿Cómo se obtiene?

Se obtiene midiendo:

A)     el consumo de todo el TABLERO GENERAL DE EMERGENCIA del centro de cómputo.  Llamemos a esta medicion TODO_CC

B)    Se mide el consumo de salida de cada UPS que este disponible en el centro de cómputo. Llamemos a esta medicion TODOS_UPS_SALIDA

PUE =  TODO_CC / TODOS _UPS_SALIDA

Podran observar que siempre TODO_CC > TODOS_UPS_SALIDA por tanto el cociente será siempre un número mayor a 1.

Si todo lo que medimos en TODO_CC fuera igual a TODOS_UPS_SALIDA la division daría 1 y eso significaria que toda la energia que consumimos en el centro de computo esta siendo usada por los equipos que alimenta el UPS (Generalmente los servidores).

Si no es igual, el numero que obtenemos es CUANTAS VECES MAS energía necesitamos para operar esos servidores.

Si el PUE es 4, quiere decir que necesitamos 4 veces más energia para poder operar-prender dichos servidores.

Que pasa con el DCIE

DCIE = TODOS_UPS_SALIDA / TODO_CC  * 100

Es decir nos da el porcentaje de eficiencia del centro de cómputo, es decir, de toda la energia que se le da al centro de cómputo, que tanta energia se usa para operar los servidores.

La energia que no se usa para los servidores es energia que se requiere para operar los aires, luminarios, perdidas por calentamiento, etc.

Si el PUE=4 el DCIE es 0.25, es decir, por cada 1KW de energia que metemos  al centro de computo, solo 0.25 KW son usados por los servidores.

Abajo se pone un diagrama esquematico del cálculo.

 

PUE20y20DCIE

5.  ¿Qué podemos hacer?

No es facil tener una solucion. Pero observen lo siguiente.

Si hacemos crecer el centro de cómputo tanto eléctricamente y el aire al mismo tiempo. El PUE seria de 2 y el DCIE seria de 50%.  Lo cual es un tanto dificil pero es lo que estan tratando en varios lugares.

Otras opciones es usar más aires grandes en vez de varios pequeños.

Usar aires con ventiladores de velocidad variables y compresores por estapas (STULZ tiene eso)

Confinar los gabinetes para no enfriar todo el centro de cómputo, sólo las areas requeridas.

Confinar adecuadamente el centro de cómputo

Subir la temperatura del centro de cómputo. Hoy dia ya existen recomendaciones de DELL, HP y SUN para operar los centros de cómputo a 24 grados centigrados.  Este cambio en el nivel permite reducir a la mitad el consumo de aires acondicionados.

Meter recicladores de aire o inyeccion de aire exterior. Estos es muy práctivo cuando se tienen temperarturas inferiores a los 20 centigrados en el exterior. De esta forma se tiene aire refrigerado de manera gratuita.

Como dato en Mexico se tiene cuidades que podrian usar este concepto el 70’% del tiempo.

6.  ¿Qué nos ofrece PUE y DCiE?

1. Información de que tan eficiente se esta usando la energía por parte del equipo de telecomunicaciones

2. Dar una idea de la eficiencia general del centro de cómputo a lo largo del tiempo

3. Fijar un punto de partidida para determinar el uso racional de la energía existente en un Centro de Procesamiento de Datos.

4. Determinar el uso de nuevos modelos de diseño de centros de cómputo

7.  ¿Qué NO ofrece el PUE?

1. Determinar el tipo de energía que requiere el centro de cómputo

2. No sirve si solo se toma una medida a la vez. Se requiere medir constantemente y de preferencia por un año

TKmEEL TKmE lo mide cada 15 minutos y lleva el registro de esta variable dia con dia!!!! Nadie hace eso.

3. No es una medida de eficiencia

4. No sirve para medir productividad

No toma en cuenta la redunciancia que estas teniendo, ni el dia en que se esta haciendo la medicion.

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